興和縣唐僧溝石墨礦地質(zhì)特征及找礦方向

李華峰（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心內(nèi)蒙古總隊(duì)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

興和縣唐僧溝石墨礦地質(zhì)特征及找礦方向

李華峰
（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心內(nèi)蒙古總隊(duì)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

【摘 要】唐僧溝石墨礦產(chǎn)于太古界集寧巖群變質(zhì)巖系中，礦體嚴(yán)格受地層層位和區(qū)域構(gòu)造的控制，成礦有明顯的規(guī)律性。礦石質(zhì)量穩(wěn)定，為斜長片麻巖型晶質(zhì)鱗片狀石墨。內(nèi)蒙地軸區(qū)片麻巖中的石墨建造，是今后石墨礦地質(zhì)找礦工作的重點(diǎn)區(qū)域。

【關(guān)鍵詞】石墨；地質(zhì)特征；找礦方向

唐僧溝礦區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部烏蘭察布市興和縣店子鎮(zhèn)。該區(qū)交通便利，石墨礦體規(guī)模大、礦石質(zhì)量好、開采條件好、易選。

1　地質(zhì)概況

該區(qū)大地構(gòu)造位于中朝準(zhǔn)地臺北部邊緣，內(nèi)蒙地軸之中段南側(cè)。區(qū)域構(gòu)造為一封閉的橢圓形向斜構(gòu)造(唐僧溝向斜)，軸向40～50°，周圍地層皆向中心傾斜。主要裸露一套太古界桑干群的深變質(zhì)巖系，巖性以片麻巖及麻粒巖相為主，局部混合巖化作用強(qiáng)烈，構(gòu)成內(nèi)蒙地軸的結(jié)晶基底。其覆蓋層很少，局部有新生界古近系—新近系紅土及第四系覆蓋層。

太古界桑干群片麻巖以輝石黑云斜長片麻巖及硅線石石榴子石片麻巖為主，成互層狀，內(nèi)夾角閃輝石片麻巖及薄層蛇紋石化大理巖。在硅線石石榴子石片麻巖內(nèi)夾有石墨斜長片麻巖(即礦層)。

唐僧溝石墨礦產(chǎn)于太古界集寧巖群變質(zhì)巖系中，其規(guī)模大小不等，數(shù)量較多，石墨為變質(zhì)礦床，礦體嚴(yán)格受地層層位和區(qū)域構(gòu)造的控制，與硅線石石榴子石片麻巖關(guān)系密切。礦體產(chǎn)狀與圍巖一致，隨區(qū)域構(gòu)造而變化。

礦區(qū)內(nèi)未見明顯的斷層及褶皺構(gòu)造，地(礦)層呈單斜產(chǎn)出。僅見一些小規(guī)模的裂隙和揉皺，一般延長僅幾米至十幾米，且僅分布于非含礦層內(nèi)，對礦體沒有影響。區(qū)域內(nèi)較大者有葛胡窯—蕨菜坪破碎帶，其走向約20°，破碎帶長15km，寬0.05～0.2km，破碎帶內(nèi)見有壓碎巖、糜棱巖、角礫巖呈不連續(xù)的線狀分布，破碎帶中有方解石脈硅質(zhì)分布。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，275°、335°方向的兩組比較發(fā)育，北北東方向次之。

巖漿巖不發(fā)育，僅見紫蘇輝長巖和閃長巖等淺成巖脈。礦區(qū)地質(zhì)圖如下頁圖所示。

2　礦床地質(zhì)特征

2.1礦層特征

石墨斜長片麻巖賦存于太古界集寧巖群第二巖性段(ArJn2)中，該層地表出露長2350m。北部被第四系覆蓋，南部被太古代侵入巖破壞，出露寬度45m。因石墨含量的變化，礦體形態(tài)為單斜產(chǎn)出的似層狀，工程控制礦體長800m，傾斜延伸524m，地表厚度2～10m，平均5.86m，深部厚度2～10m，平均5.55m。產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，傾向241～255°，傾角45～55°。

2.2礦石質(zhì)量

礦石中主要礦物成分為斜長石、石英、蛭石、綠泥石、鐵質(zhì)、黑云母和石墨。含量分別為：斜長石35%～50%，石英10%～25%，蛭石及綠泥石2%～10%，鐵質(zhì)2%～3%，黑云母5%～25%，石墨15%～35%。

唐僧溝礦區(qū)石墨礦地質(zhì)簡圖

礦石的主要化學(xué)成分(%)為：C固3.33、CaO 3.27、MgO5.65、Fe2O38.45、Al2O312.45、SiO254.39、SO31.19。

固定碳為有用元素，根據(jù)各探礦工程的化學(xué)基本分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)，其固定碳含量見表1。

固定碳加權(quán)平均含量計(jì)算結(jié)果表明：礦體沿走向方向平均品位變化在0.27%～0.57%，沿傾斜方向平均品位變化在0.05%～0.35%，說明礦石品位沿走向及傾向變化幅度不大，礦石質(zhì)量是比較穩(wěn)定的。礦體沿走向及傾向平均品位變化情況詳見表2。

表1　固定碳加權(quán)平均含量計(jì)算結(jié)果

表2　礦體沿走向及傾向平均品位變化情況

經(jīng)組合分析，化學(xué)成分含量分別為：固定碳3.10%～3.82%、CaO1.84%～4.58%、MgO3.31%～8.06%、Fe2O37.21%～9.04%、Al2O311.49%～13.32%、SiO251.60%～57.76%、SO30.041%～2.52%。平均結(jié)果見表3。

表3　組合分析樣化學(xué)成分平均結(jié)果(%)

2.3礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及類型

礦石特征：呈灰黑色，風(fēng)化面呈灰黃色，地表被鐵質(zhì)染成黃褐色。鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。礦物成分由斜長石、石英、石墨、黑云母、蛭石、綠泥石、鐵質(zhì)組成。

礦石礦物為晶質(zhì)石墨。石墨：黑色不透明，為片狀、板狀，片徑長多為0.09～1.80mm，片徑寬多為0.045～1.35mm，定向排列分布于長石顆粒間。石墨片度鏡下觀測多數(shù)在1～4mm，詳見石墨片度分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果表4。

表4　石墨片度分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果

該區(qū)石墨產(chǎn)于太古界集寧巖群(ArJn)變質(zhì)巖系中，按其成因可劃分為變質(zhì)巖系中的晶質(zhì)石墨礦床，其礦石類型為石墨斜長片麻巖型晶質(zhì)(鱗片狀)石墨礦石。

2.4礦床圍巖及夾石

礦體直接頂?shù)装寰鶠楹遍L片麻巖。頂板巖性依次為角閃斜長片麻巖透鏡體、長英質(zhì)混合巖透鏡體、石榴斜長麻粒巖；底板巖性為長英質(zhì)混合巖。石墨礦體與頂?shù)装瀹a(chǎn)狀一致，呈整合接觸。經(jīng)采樣分析，其頂?shù)装鍑鷰r中固定碳含量變化在0.09%～2.66%之間，平均含量0.92%。

礦體內(nèi)圈出不連續(xù)夾層一個(gè)，巖性為含石墨斜長片麻巖及長英質(zhì)混合巖，即礦體內(nèi)固定碳含量小于邊界品位。呈透鏡狀，最大厚度為6m。固定碳含量在1.56%～2.32%之間，平均含量1.86%。

3　礦床成因及找礦方向

3.1礦床成因

本區(qū)含礦巖層是一套以富鋁粘土巖為主的沉積巖系。從巖相特征來看，屬相對寧靜的淺海沉積環(huán)境，這種環(huán)境適合藻類的生長，大量的藻類遺體被埋藏在泥砂沉積物中，經(jīng)過成巖作用形成了碳質(zhì)巖。后由于強(qiáng)烈的造山褶皺運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生了強(qiáng)烈區(qū)域變質(zhì)作用則形成了石墨礦床，褶皺構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈和變質(zhì)程度越深，越有利于粗鱗片石墨的重結(jié)晶富集。

該石墨礦為區(qū)域變質(zhì)鱗片狀晶質(zhì)石墨礦床。原巖中沉積的有機(jī)物質(zhì)在區(qū)域變質(zhì)作用下，處于相對封閉的還原環(huán)境中，首先分解為CO2，在一定的空間內(nèi)富集，隨著溫度的下降，還原結(jié)晶成石墨鱗片。后期的區(qū)域變質(zhì)作用，使原巖的有機(jī)質(zhì)進(jìn)一步分解、聚集，使石墨鱗片重結(jié)晶，含量逐漸增大，而形成有工業(yè)意義的礦床。

3.2找礦方向

石墨礦系含碳物質(zhì)受區(qū)域變質(zhì)作用而形成，屬層控礦床，控礦因素有地層、構(gòu)造和變質(zhì)作用。目前本地區(qū)所發(fā)現(xiàn)的石墨礦床均賦存于太古界集寧巖群地層中，含礦層原巖為一套以富鋁粘土巖為主的沉積巖系，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用形成石墨礦床。該區(qū)內(nèi)已有石墨礦床分布，一般賦存于復(fù)式褶皺的礦體厚度較大，可能是石墨含礦層相對較軟，受力過程中局部厚度增加。

內(nèi)蒙古中西部廣泛出露太古界集寧巖群地層，具有開展石墨找礦的遠(yuǎn)景，但本區(qū)覆蓋嚴(yán)重，加之部分地段森林茂密，石墨礦床不易被發(fā)現(xiàn)，今后應(yīng)在該地區(qū)開展大面積激電中梯掃描工作，石墨找礦工作必定有較大突破。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中華人民共和國國土資源部.DZ/T0207-2002玻璃硅質(zhì)原料飾面石材石膏溫石棉硅灰石滑石石墨礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范[S].地質(zhì)出版社,2003.

[2]建材——非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)工作指南[M].中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心,2004.

Geological Characteristics and Prospecting Direction of Tangsenggou Graphite Deposit in Xinghe County

LI Hua-feng
(Inner Mongolia Team of Geological Survey Center of China Building Materials Industry, Hohhot 010010, China)

Abstract:Tangsenggou graphite mineral in archean erathem Jining suite in the metamorphic rock series, ore bodies are strictly controlled by layer upon layer and the regional tectonic, ore-forming has obvious regularity. Ore quality is stable, is plagioclase gneiss type crystalline flake graphite. Inner Mongolia axis area graphite construction of gneiss, is the key area of graphite mine geological prospecting work in the future.

Key words:graphite; geological characteristics; prospecting direction

【收稿日期】2015-07-17

【中圖分類號】P619.252

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1007-9386(2015)06-0045-03